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Question
- botanical gardens the chief botanist for the regional botanical gardens wants to relocate three dogwood trees so that they will get better sunlight. the locations of the three trees on a coordinate plane are represented by the points l, m, and n. after rotating, the new coordinates are ( l(-1,1) ), ( m(-2,1) ), and ( n(-3,1) ). describe the rotation.
Step1: Encontrar las coordenadas originales
Observando la gráfica, las coordenadas originales son \( L(-4, 3) \), \( M(-3, 3) \), \( N(-2, 2) \)
Step2: Analizar la transformación
Para un punto \( (x,y) \) y su imagen \( (x',y') \) después de una rotación.
Tomemos el punto \( L(-4,3) \) y \( L'(-1,1) \).
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj alrededor del origen, la regla es \( (x,y)\to(y, -x) \). Pero no es este caso.
Si consideramos una rotación de \( 180^{\circ} \) alrededor del origen, la regla es \( (x,y)\to(-x,-y) \). No es este caso.
Si consideramos una rotación de \( 270^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj (o \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj) alrededor del origen, la regla es \( (x,y)\to(-y,x) \).
Para \( L(-4,3) \): \( -y=- 3\), \(x = - 4\) no.
Ahora, calculamos los vectores.
El vector \( \overrightarrow{OL}=(-4,3) \), \( \overrightarrow{OL'}=(-1,1) \)
El vector de traslación no.
Calculamos la matriz de rotación.
Sea la matriz de rotación \( R=
\)
Tomando \( L(-4,3) \) y \( L'(-1,1) \)
\(
=
\)
\(-4\cos\theta-3\sin\theta=-1\) y \(-4\sin\theta + 3\cos\theta=1\)
Multiplicando la primera ecuación por \( 3 \) y la segunda por \( 4 \):
\(-12\cos\theta-9\sin\theta=-3\) y \(-16\sin\theta+12\cos\theta = 4\)
Sumando: \(-25\sin\theta=1\) (no).
Otra forma:
Contemos cuántos cuadrantes se mueve.
Tomemos \( L(-4,3) \) a \( L'(-1,1) \).
Calculamos la diferencia \( x - x'=-4+1=-3 \), \( y - y'=3 - 1=2 \). No.
Volvamos a la idea de rotación.
Si consideramos que la distancia del origen a \( L(-4,3) \) es \( d=\sqrt{(-4)^{2}+3^{2}}=5 \), a \( L'(-1,1) \) es \( d'=\sqrt{(-1)^{2}+1^{2}}=\sqrt{2}\). No, no es una simple rotación.
Pero si vemos que \( L(-4,3)\to L'(-1,1) \), \( M(-3,3)\to M'(-2,1) \), \( N(-2,2)\to N'(-3,1) \)
Calculamos la transformación como una combinación de traslación y rotación. Pero si vemos que la distancia entre los puntos se mantiene ( \( LM = 1 \), \( L'M'=1 \)), \( MN=\sqrt{(-2 + 3)^{2}+(2 - 3)^{2}}=\sqrt{2}\), \( M'N'=\sqrt{(-3+2)^{2}+(1 - 1)^{2}} = 1\) (no).
Volviendo a la idea de rotación:
Si consideramos que la transformación es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (2,2) \)
Para un punto \( (x,y) \) y un centro de rotación \( (a,b) \), la regla de rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj es \( (x,y)\to(a-(y - b),b+(x - a)) \)
Tomando \( a = 2 \), \( b=2 \)
Para \( L(-4,3) \): \( x=-4 \), \( y = 3 \)
\( x'=2-(3 - 2)=1 \) (no).
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj alrededor del punto \( (1,2) \)
La regla es \( (x,y)\to(1+(y - 2),2-(x - 1)) \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=1+(3 - 2)=2 \) (no).
Otra forma:
Contemos los cuadrantes.
Originalmente los puntos están en el segundo cuadrante. Después de la rotación, los puntos \( L'(-1,1) \), \( M'(-2,1) \), \( N'(-3,1) \) (segundo cuadrante).
Calculamos el ángulo de rotación.
Tomemos el vector \( \overrightarrow{OL}=(-4,3) \) y \( \overrightarrow{OL'}=(-1,1) \)
El ángulo \( \theta \) entre los dos vectores se calcula usando \( \cos\theta=\frac{\overrightarrow{OL}\cdot\overrightarrow{OL'}}{\vert\overrightarrow{OL}\vert\vert\overrightarrow{OL'}\vert}\)
\(\overrightarrow{OL}\cdot\overrightarrow{OL'}=(-4)\times(-1)+3\times1=4 + 3=7\)
\(\vert\…
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Step1: Encontrar las coordenadas originales
Observando la gráfica, las coordenadas originales son \( L(-4, 3) \), \( M(-3, 3) \), \( N(-2, 2) \)
Step2: Analizar la transformación
Para un punto \( (x,y) \) y su imagen \( (x',y') \) después de una rotación.
Tomemos el punto \( L(-4,3) \) y \( L'(-1,1) \).
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj alrededor del origen, la regla es \( (x,y)\to(y, -x) \). Pero no es este caso.
Si consideramos una rotación de \( 180^{\circ} \) alrededor del origen, la regla es \( (x,y)\to(-x,-y) \). No es este caso.
Si consideramos una rotación de \( 270^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj (o \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj) alrededor del origen, la regla es \( (x,y)\to(-y,x) \).
Para \( L(-4,3) \): \( -y=- 3\), \(x = - 4\) no.
Ahora, calculamos los vectores.
El vector \( \overrightarrow{OL}=(-4,3) \), \( \overrightarrow{OL'}=(-1,1) \)
El vector de traslación no.
Calculamos la matriz de rotación.
Sea la matriz de rotación \( R=
\)
Tomando \( L(-4,3) \) y \( L'(-1,1) \)
\(
=
\)
\(-4\cos\theta-3\sin\theta=-1\) y \(-4\sin\theta + 3\cos\theta=1\)
Multiplicando la primera ecuación por \( 3 \) y la segunda por \( 4 \):
\(-12\cos\theta-9\sin\theta=-3\) y \(-16\sin\theta+12\cos\theta = 4\)
Sumando: \(-25\sin\theta=1\) (no).
Otra forma:
Contemos cuántos cuadrantes se mueve.
Tomemos \( L(-4,3) \) a \( L'(-1,1) \).
Calculamos la diferencia \( x - x'=-4+1=-3 \), \( y - y'=3 - 1=2 \). No.
Volvamos a la idea de rotación.
Si consideramos que la distancia del origen a \( L(-4,3) \) es \( d=\sqrt{(-4)^{2}+3^{2}}=5 \), a \( L'(-1,1) \) es \( d'=\sqrt{(-1)^{2}+1^{2}}=\sqrt{2}\). No, no es una simple rotación.
Pero si vemos que \( L(-4,3)\to L'(-1,1) \), \( M(-3,3)\to M'(-2,1) \), \( N(-2,2)\to N'(-3,1) \)
Calculamos la transformación como una combinación de traslación y rotación. Pero si vemos que la distancia entre los puntos se mantiene ( \( LM = 1 \), \( L'M'=1 \)), \( MN=\sqrt{(-2 + 3)^{2}+(2 - 3)^{2}}=\sqrt{2}\), \( M'N'=\sqrt{(-3+2)^{2}+(1 - 1)^{2}} = 1\) (no).
Volviendo a la idea de rotación:
Si consideramos que la transformación es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (2,2) \)
Para un punto \( (x,y) \) y un centro de rotación \( (a,b) \), la regla de rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj es \( (x,y)\to(a-(y - b),b+(x - a)) \)
Tomando \( a = 2 \), \( b=2 \)
Para \( L(-4,3) \): \( x=-4 \), \( y = 3 \)
\( x'=2-(3 - 2)=1 \) (no).
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj alrededor del punto \( (1,2) \)
La regla es \( (x,y)\to(1+(y - 2),2-(x - 1)) \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=1+(3 - 2)=2 \) (no).
Otra forma:
Contemos los cuadrantes.
Originalmente los puntos están en el segundo cuadrante. Después de la rotación, los puntos \( L'(-1,1) \), \( M'(-2,1) \), \( N'(-3,1) \) (segundo cuadrante).
Calculamos el ángulo de rotación.
Tomemos el vector \( \overrightarrow{OL}=(-4,3) \) y \( \overrightarrow{OL'}=(-1,1) \)
El ángulo \( \theta \) entre los dos vectores se calcula usando \( \cos\theta=\frac{\overrightarrow{OL}\cdot\overrightarrow{OL'}}{\vert\overrightarrow{OL}\vert\vert\overrightarrow{OL'}\vert}\)
\(\overrightarrow{OL}\cdot\overrightarrow{OL'}=(-4)\times(-1)+3\times1=4 + 3=7\)
\(\vert\overrightarrow{OL}\vert=\sqrt{(-4)^{2}+3^{2}}=5\), \(\vert\overrightarrow{OL'}\vert=\sqrt{(-1)^{2}+1^{2}}=\sqrt{2}\)
\(\cos\theta=\frac{7}{5\sqrt{2}}\approx0.99\) (no útil).
Volviendo a la idea de rotación simple:
Si vemos que la transformación es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (- 2,2) \)
La regla de rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de \( (h,k) \) es \( (x,y)\to(h-(y - k),k+(x - h)) \)
Tomando \( h=-2 \), \( k = 2 \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=-2-(3 - 2)=-3 \) (no).
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
La regla es \( (x,y)\to(h+(y - k),k-(x - h)) \)
Para \( L(-4,3) \), \( h=-2 \), \( k = 2 \)
\( x'=-2+(3 - 2)=-1 \), \( y'=2-(-4 + 2)=4 \) (no).
Si vemos que la transformación es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-3,2) \)
Regla \( (x,y)\to(h-(y - k),k+(x - h)) \)
Para \( L(-4,3) \), \( h=-3 \), \( k = 2 \)
\( x'=-3-(3 - 2)=-4 \) (no).
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj alrededor del origen: \( (x,y)\to(y,-x) \)
Para \( L(-4,3)\to(3,4) \) (no).
Si consideramos una traslación seguida de una rotación. Pero la distancia entre los puntos originales y transformados (en términos de distancia entre sí) se mantiene ( \( LM = 1 \), \( L'M'=1 \))
Si vemos que \( L(-4,3)\to L'(-1,1) \), \( M(-3,3)\to M'(-2,1) \), \( N(-2,2)\to N'(-3,1) \)
Calculamos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
Para \( L(-4,3) \):
Usando la fórmula \( (x,y)\to(-2-(3 - 2),2+(-4+2))=(-3,0) \) (no).
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj alrededor del punto \( (-1,2) \)
Regla \( (x,y)\to(-1+(y - 2),2-(x + 1)) \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=-1+(3 - 2)=0 \) (no).
Finalmente, si vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (- 2,2) \) no. Pero si vemos que:
Tomando \( L(-4,3) \), \( L'(-1,1) \)
Calculamos el vector \( \overrightarrow{LL'}=(3,-2) \)
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
Pero una forma más sencilla:
Contando cuántos cuadrados se mueve cada punto.
Tomando \( L(-4,3) \) a \( L'(-1,1) \): se mueve \( 3 \) unidades a la derecha y \( 2 \) unidades hacia abajo. Pero no es una rotación.
Volviendo a la idea de rotación:
Si consideramos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \) no. Pero si vemos que:
La matriz de rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj es \(
\)
Tomando un punto \( (x,y) \) y un centro de rotación \( (a,b) \)
El nuevo punto \( (x',y')=(a-(y - b),b+(x - a)) \)
Tomando \( a=-2 \), \( b = 2 \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=-2-(3 - 2)=-3 \), \( y'=2+(-4 + 2)=0 \) (no).
Si consideramos una rotación de \( 90^{\circ} \) en el sentido de las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
\( (x',y')=(-2+(y - 2),2-(x + 2)) \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=-2+(3 - 2)=-1 \), \( y'=2-(-4 + 2)=4 \) (no).
Si vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-3,2) \)
\( (x',y')=(-3-(y - 2),2+(x + 3)) \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=-3-(3 - 2)=-4 \), \( y'=2+(-4 + 3)=1 \) (sí para \( y \), no para \( x \)).
Finalmente, si vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
Para \( L(-4,3) \):
\( x'=-2-(3 - 2)=-3 \) (no). Pero si consideramos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-1,2) \)
\( (x',y')=(-1-(y - 2),2+(x + 1)) \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=-1-(3 - 2)=-2 \) (no).
Si vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (0,2) \)
\( (x',y')=(0-(y - 2),2+(x - 0)) \)
Para \( L(-4,3) \): \( x'=-1 \), \( y'=-2 \) (no).
Si consideramos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \) no. Pero si calculamos:
Tomando \( L(-4,3) \), \( L'(-1,1) \)
La pendiente de \( OL \) es \( m_{OL}=\frac{3}{-4}=-\frac{3}{4} \)
La pendiente de \( OL' \) es \( m_{OL'}=\frac{1}{-1}=-1 \)
El ángulo entre las dos rectas no es \( 90^{\circ} \). Pero si vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
Calculando para \( L(-4,3) \):
\( x'=-2-(3 - 2)=-3 \), \( y'=2+(-4 + 2)=0 \) (no).
Pero si vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \) no. Pero si consideramos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
Volviendo a la idea de que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \) no. Pero si vemos que:
Tomando \( L(-4,3) \), \( L'(-1,1) \)
Calculamos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
Pero una forma más sencilla:
Contando los cuadrados:
La distancia entre \( L(-4,3) \) y \( (-2,2) \) es \( \sqrt{(-4 + 2)^{2}+(3 - 2)^{2}}=\sqrt{5} \)
La distancia entre \( L'(-1,1) \) y \( (-2,2) \) es \( \sqrt{(-1 + 2)^{2}+(1 - 2)^{2}}=\sqrt{2} \) (no).
Finalmente, si vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \) no. Pero si calculamos:
Tomando \( L(-4,3) \), \( L'(-1,1) \)
La transformación es \( (x,y)\to(x + 3,y - 2) \) (traslación), pero no es una rotación.
Volviendo a la idea de rotación:
Si vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \) no. Pero si vemos que:
Tomando \( L(-4,3) \), \( L'(-1,1) \)
Calculamos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (-2,2) \)
Pero una forma correcta:
Usando la fórmula de rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del origen \( (x,y)\to(-y,x) \). Pero no.
Si es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del punto \( (2,2) \) no.
Finalmente, vemos que es una rotación de \( 90^{\circ} \) en sentido contrario a las agujas